一种固井水泥石试样性能评价装置，包括筒体外壳、底座、顶盖、注液柱，其中筒体外壳为中空圆筒状结构，其底部螺纹旋接有底座；底座顶面中部设置有螺纹接头；顶盖经螺纹旋装在筒体外壳上方；注液柱竖直穿过顶盖伸入筒体外壳、底座和顶盖组成的密闭容器中，并旋接在底座顶面的螺纹接头上；水泥石试样成模后可直接使用底座中内置的液压组件对其进行加压测试其胶结强度，使得测试过程更加简便，收集到的结果更加准确，承压环和应变测试组件可对水泥浆液面的变化进行有效监测，结合装置中如水泥浆所处夹层本身的尺寸规格数据，提高了收集到的水泥石试样尺寸数据的准确度。泥石试样尺寸数据的准确度。泥石试样尺寸数据的准确度。
【技术实现步骤摘要】
一种固井水泥石试样性能评价装置
[0001]本技术涉及石油与天然气开发
，具体是一种固井水泥石试样性能评价装置。
技术介绍
[0002]固井水泥是固井作业中的重要组成，用于对井下套管进行固定和支撑，其强度性能直接关系到固井作业的质量，因此对固井水泥性能的评价测试就成为了固井工程中的重点。
[0003]传统测试方法中，一般是直接使用养护得到的水泥石试样放置在压力测试设备上测试抗压强度，无法准确反映成模后的水泥环与套管胶结作用的情况，难以作为水泥浆设计的依据；因此，现在发展出了对于测试胶结强度进行测试的实验装置，但在目前的此类装置中，大多数结构较为复杂，水泥浆成模的装置和胶结测试装置分开存在，测试时需进行转移，操作过程繁琐。
[0004]另外，对于胶结强度的测试往往还需要依靠样品的受力情况和试样的尺寸数据共同确定，其中受力情况多采用压力源和传感器共同作用的方式对试样进行收集，而对样品的尺寸的测定多为受力情况测试完成后取出样品进行测量，样品在受力测试中受力出现的破损将对尺寸的量引入误差，使得从胶结强度测试装置中取出试样进行测量尺寸得到的数据不准确。
技术实现思路
[0005]鉴于此，本技术目的在于提供一种固井水泥石试样性能评价装置，可实现对水泥石样品尺寸和胶结强度的简便准确测试，其具体方案如下：
[0006]本技术提供的技术方案是，提供一种固井水泥石试样性能评价装置，包括筒体外壳、底座、顶盖、注液柱，其中，筒体外壳为中空圆筒状结构，其底部螺纹旋接有底座；底座顶面中部设置有螺纹接头；顶盖经螺纹旋装在筒体外壳上方；注液柱竖直穿过顶盖伸入筒体外壳、底座和顶盖组成的密闭容器中，并旋接在底座顶面的螺纹接头上。
[0007]进一步的，所述注液柱内部设有空心管，表侧面上套有模拟套管，模拟套管下方注液柱的表侧面上径向环绕设置有连通内部空心管和外部的出液孔，注液柱套设模拟套管之后的外径与底座顶面的螺纹接头的外径相等。
[0008]进一步的，所述底座内部设置有液压组件，底座顶面的螺纹接头上套设有底部支撑环，液压组件中竖直延伸出两组以上的液压活塞杆间隔支撑在底部支撑环下方；液压组件还经穿过底座的控制数据线与外部中控系统电连接。
[0009]进一步的，所述底部支撑环为塑性材料制成，其在水平面上投影的形状和面积与筒体外壳和注液柱夹缝空间在水平面上投影的形状和面积相同。
[0010]进一步的，所述底部支撑环顶面的竖直高度在出液孔的竖直高度以下。
[0011]进一步的，所述注液柱内部空心管上设有缩径口，缩径口上方的空心管段管径大
于缩径口下方的空心管段管径；缩径口上方的空心管中还设置有由塑性材料制成的分隔塞。
[0012]进一步的，所述注液柱顶部设置有注液柱顶盖，注液柱顶盖中部设置有注液孔；注液柱外部还设有进口阀，进口阀经依次穿过注液柱顶盖和注液柱的内埋管线连接至注液柱内部的空心管中，内埋管线与空心管的接口竖直高度低于缩径口的竖直高度。
[0013]进一步的，所述出液孔上方还设置有与底部支撑环水平面投影形状和面积相同的承压环，承压环顶面间隔设置有两组以上的活动撑杆。
[0014]进一步的，所述顶盖内置应变测试组件，应变测试组件中的应力测试部分分别与全部的活动撑杆接触；应变测试组件经延伸出顶盖的应力数据线与外部中控系统电连接。
[0015]进一步的，所述缩径口下方空心管段的体积小于活动撑杆在筒体外壳与注液柱的夹层中最大行程所占的体积。
[0016]上述技术方案的技术效果是：
[0017]1、水泥石试样成模后可直接使用底座中内置的液压组件对其进行加压测试其胶结强度，避免取出测试时可能对试样造成的损伤，使得测试过程更加简便，收集到的结果更加准确。
[0018]2、装置通过注液柱中部注液的方式对测试用的水泥浆进行顶替，模拟了实际固井过程中对固井水泥浆的顶替过程，使实验结果更能模拟实际情况。
[0019]3、承压环和应变测试组件可对水泥浆液面的变化进行有效监测，结合装置中如水泥浆所处夹层本身的尺寸规格数据，可以实现对成模后的水泥石试样尺寸的有效掌握，无需从装置中拆除试样后再进行测量，避免拆除时产生损伤带来的尺寸误差，提高了收集到的水泥石试样尺寸数据的准确度。
[0020]4、注液柱表侧面套设的模拟套管可根据实验需求任意替换，从而实现对不同材质套管与水泥石试样胶结强度的测试。
附图说明
[0021]下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地的详细说明。
[0022]图1是本技术的结构示意图；
[0023]图2是本技术顶替水泥浆后成模时的结构示意图；
[0024]图中1筒体外壳，2底座，3顶盖，4注液柱，5待测水泥浆，21液压组件，22底部支撑环，23控制数据线，31承压环，32活动撑杆，33应力数据线，41进口阀，42注液柱顶盖，43分隔塞，44出液孔，45缩径口，46模拟套管。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的
选定实施方式。
[0026]应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
[0027]实施例：
[0028]参见图1及图2，一种固井水泥石试样性能评价装置，
[0029]筒体外壳1为中空圆筒状结构，其底部螺纹旋接有底座2，底座2顶面中部设置有螺纹接头，顶盖3经螺纹旋装在筒体外壳1上方，注液柱4竖直穿过顶盖3伸入筒体外壳1、底座2和顶盖3组成的密闭容器中，并旋接在底座2顶面的螺纹接头上，以此构成了一个带有管状夹层的密封容器。
[0030]所述注液柱4内部设有空心管，表侧面上套有模拟套管46，模拟套管46下方注液柱4的表侧面上径向环绕设置有连通内部空心管和外部的出液孔44，模拟套管46用于与水泥浆进行接触，以便进行后续胶结强度测试，且装置还可以通过更换不同材质的模拟套管46来考察水泥石试样与不同类型套管的胶结强度；出液孔44的作用是将注入注液柱4空心管内的水泥浆引导至管状夹层中。
[0031]注液柱4套设模拟套管46之后的外径与底座2顶面的螺纹接头的外径相等，使得水泥浆可紧贴模拟套管46表面移动，模拟固井过程中水泥与套管的接触状态，底座2内部设置有液压组件21，底座2顶面的螺纹接头上套设有底部支撑环22，液压组件21中竖直延伸出两组液压活塞杆间隔支撑在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固井水泥石试样性能评价装置，其特征在于，包括筒体外壳(1)、底座(2)、顶盖(3)、注液柱(4)，其中，筒体外壳(1)为中空圆筒状结构，其底部螺纹旋接有底座(2)；底座(2)顶面中部设置有螺纹接头；顶盖(3)经螺纹旋装在筒体外壳(1)上方；注液柱(4)竖直穿过顶盖(3)伸入筒体外壳(1)、底座(2)和顶盖(3)组成的密闭容器中，并旋接在底座(2)顶面的螺纹接头上。2.如权利要求1所述的一种固井水泥石试样性能评价装置，其特征在于：所述注液柱(4)内部设有空心管，表侧面上套设有模拟套管(46)，模拟套管(46)下方注液柱(4)的表侧面上径向环绕设置有连通内部空心管和外部的出液孔(44)，注液柱(4)套设模拟套管(46)之后的外径与底座(2)顶面的螺纹接头的外径相等。3.如权利要求2所述的一种固井水泥石试样性能评价装置，其特征在于：所述底座(2)内部设置有液压组件(21)，底座(2)顶面的螺纹接头上套设有底部支撑环(22)，液压组件(21)中竖直延伸出两组以上的液压活塞杆间隔支撑在底部支撑环(22)下方；液压组件(21)还经穿过底座(2)的控制数据线(23)与外部中控系统电连接。4.如权利要求3所述的一种固井水泥石试样性能评价装置，其特征在于：所述底部支撑环(22)为塑性材料制成，其在水平面上投影的形状和面积与筒体外壳(1)和注液柱(4)夹缝空间在水平面上投影的形状和面积相同。5.如权利要求4所述的一种固井水泥石试样性能评价装置，其特征在于：所述底部支撑环(22)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张博建，彭志刚，冯茜，陈雪雯，孙德，张啸峰，毛宇航，周征艳，夏小龙，张云，吕法林，陈金旭，贾芳俊，曾伟，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。